Идеята за създаване на спътникова радионавигационна система се ражда още в края на 50-те години, когато е изстрелян първият изкуствен спътник от СССР. Група американски учени, водени от Ричард Кершнер, наблюдават сигналите излъчени от Спутник и откриват, че поради ефекта на Доплер, честотата на излъчения сигнал е по-висока при приближаване на спътника и по-ниска при отдалечаване. Те открили, че ако знаят точната си позиция на Земята, могат да намерят положението на спътника и обратното, ако знаят положението на спътника, могат да открият тяхната собствена позиция.
До реализирането на тази идея обаче минават около 20 години. Първият тестов спътник е изведен в орбита на 14 юли 1974 г., а на 22 февруари 1978 г. е изстрелян и първият операционен спътник от бъдещата система. В периода между 1978 и 1980 г. броят на спътниците достига 6, а датата 6 януари 1980 е началото на времето използвано в GPS. Последният от 24-те спътника, необходими за пълно покритие на земното кълбо е изведен в орбита в края на 1993 г. и системата е преминала пълна готовност на 17 януари 1994 г.
Първоначално GPS е бил планиран като военен проект. През 1983 г., поради навигационна грешка южнокорейски граждански самолет с 269 души на борда навлиза в съветското въздушно пространство и е свален от руски изтребител. Предвид трагедията, която е можело да бъде избегната, президентът на САЩ разрешава използването на системата за граждански цели. През 1999 г. вице-президентът на САЩ Ал Гор обявява плановете на Белия дом за увеличаване на точността на GPS за цивилни нужди, чрез премахване на процеса на избирателен достъп и използване на допълнителни честоти. Методът на избирателен достъп е отменен през 2000 г., а използването на допълнителни честоти е част от процеса на модернизация на GPS.
Глобалната система за позициониране е разделена на три сегмента: космически, контролен и потребителски.
Космически сегмент
Космическият сегмент се състои от групировка от минимум 24 оперативни GPS-спътника, разположени в 6 геоцентрични орбитални равнини, съдържащи по 4 спътника с наклон на орбитата спрямо екватора под ъгъл 55°. Спътниците са разположени така, че във всеки момент и във всяка точка на Земята да се виждат най-малко 4 от тях. Всеки спътник има на борда 4атомни часовника и извършва една пълна обиколка на своята орбита за 11 часа и 58 минути (половин звезден ден).
Контролен сегмент
Контролният сегмент се състои от 5 наблюдателни наземни станции, разположени по целия свят; наземни антени и един главен контролен център в Колорадо Спрингс, които контролират работата на всеки спътник и са отговорни за измерване параметрите на орбитите на спътниците и на отклонението на часовниците, прогнозиране на параметрите на орбитите, синхронизирането на атомните часовници, подаване на данни за препредаване от сателитите.
Потребителски сегмент
Потребителският сегмент се състои от GPS-приемници, използващи се както за военни, така и за цивилни приложения. GPS-приемникът декодира времеви сигнал, подаван от атомните часовници на няколко сателита, и изчислява позицията си с помощта на трилатерация (сходен, но различен оттриангулацията метод).
В момента съществува голямо разнообразие от GPS-приемници, които се различават по много показатели, като точност, форма, приложение, цена и т.н. GPS-приемници се използват главно за навигация в пътния, морския и авиационния транспорт, в селското стопанство, както и за точно определяне на времето и синхронизация в някои области на индустрията. Модели на сравнително евтини приемници, които се съчетават с компютри, PDA или други устройства, са достъпни за потребителите и могат да бъдат използвани за навигация на автомобили, при спортни състезания, планински преходи и дори за водачи на слепи хора.
Умишлени грешки
В някои случаи тези грешки са преднамерено въвеждани от Министерството на отбраната на САЩ и се изразяват в промяна на параметрите на бордовите часовници и грешни орбитални параметри. Военните приемници са снабдени с кодове, които са способни да анулират тези грешки, но цивилните потребители нямат достъп до тях.
Методът на въвеждане на грешки се нарича избирателен достъп (на английски „Selective Availability“) и е отменен през 2000 г. Все пак американските военни си запазват правото да въведат този метод, когато смятат за необходимо.
ВИЖ ОЩЕ: Видове GPS приемници
